Sistema de mejora del terreno
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- Ramona Ojeda Ortega
- hace 8 años
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1 Sistema de mejora del terreno
2 Mejora de suelos para cimentaciones S c =Suelo competente. S d =Suelo densificado. S nc =Suelo no competente. S g =Relleno de grava. PROBLEMA «Los terrenos existentes no son lo suficientemente buenos» La gran actividad en el sector de la construcción en los países industrializados ha motivado un continuo incremento de los costes y una progresiva escasez de los terrenos edificables. Ello hace que cada día con mayor frecuencia sea necesario levantar construcciones de mayor volumen sobre terrenos de reducida capacidad portante. Para estos casos es posible, en principio, obtener dos soluciones básicamente diferentes: - Una cimentación profunda mediante pilotes, pozos, pantallas, etc. - Mejora de las características resistentes del suelo. En muchos casos, el tratamiento adecuado de los suelos a edificar resulta más económico que cualquier otro tipo de cimentación. SOLUCIÓN «Mejora de los terrenos» Una de las soluciones consiste, simplemente, en una económica mejora de los suelos existentes con medios adecuados. Las técnicas de cimentación, así como los diferentes métodos para mejorar los terrenos, deben ser económicas. Las ventajas de estas técnicas en comparación con otros métodos de cimentación, como las cimentaciones profundas (pilotes «in situ», módulos portantes, etc.) y los métodos de mejora del suelo, son las siguientes: - NO PRECISAN EXCAVACIONES por consiguiente, no plantean problemas ambientales con el transporte y la eliminación de residuos. - CONDICIONES SIMPLES DE CIMENTACIÓN similares a los suelos naturales con suficiente capacidad de carga.
3 Métodos de mejora de suelos COLUMNAS DE GRAVA POR VIBROSUSTITUCIÓN Son de aplicación en suelos mixtos granulares o cohesivos como limos arenosos y no arenosos y suelos de grano fino con una resistencia al corte de 20 a 100 kn/m 2 aportandose material granular grueso. Ideal para cargas ligeras a medias. VIBROFLOTACIÓN Aplicable en suelos sin cohesión o poco cohesivos como arena y grava, así como en depósitos de escoria. Ideal para grandes cargas sobre los suelos mejorados y también para cargas dinámicas. Asientos prácticamente nulos. Aplicación especialmente económica frente a, por ejemplo,la compactación dinámica en suelos saturados bajo el nivel freático. Mejora del terreno mediante columnas de grava en la circunvalación Sur-Este de Huelva.
4 Columnas de grava por Vibrosustitución CARACTERÍSTICAS DEL MÉTODO En aquellos terrenos en los cuales la cohesión existente impide una recompactación de las partículas por vibración, la capacidad de carga se puede mejorar por el Método de Columnas de grava por Vibrosustitución. Un vibrador especialmente equipado se baja hasta la profundidad deseada, el suelo circundante se desplaza y al mismo tiempo, se comprime. A medida que el vibrador se eleva, el hueco resultante se va rellenando con aportación de grava. La acción repetida de subida y bajada del vibrador no sólo da lugar a que se densifiquen los materiales de relleno (grava), sino que además origina una compresión sobre el suelo circundante debido a la energía de las vibraciones y la fuerza vertical del vibrador. De esta forma, el módulo medio del suelo aumenta en un factor de 2 a 3. La grava a emplear puede ser de machaqueo o canto rodado, con unos diámetros equivalentes entre 25 y 80 mm. Resulta conveniente el compactar posteriormente al tratamiento una capa superficial del mismo material granular que encepa las columnas, con un espesor del orden de 1m, con lo que el apoyo de posibles estructuras queda más uniforme. EL VIBRADOR Con las siguientes características técnicas: Potencia: Equipo hidráulico H-180 de 118 KW (158 CV) a una presión de aceite de 300 bares. Frecuencia de vibración: Máximo rpm. F. Centrifuga: Máximo 250 kn. Inyección: De aire o agua. Peso: Motor y equipo hidráulico aprox. 5 Tn. Tuberías de prolongación aprox.300 Kg/m. Lubricación por aceite: Obturación hermética.
5 Procedimiento de ejecución 1.- Introducción del vibrador en el terreno, por su propio peso y con ayuda de la inyección de agua a presión por su punta. 2.- Creación de un estado de licuefacción local mediante vibración que facilita la penetración del vibrador y su conjunto en el suelo hasta alcanzar la profundidad requerida en cada caso, arrastrando el agua en su circulación inversa a los finos procedentes de la perforación. 3.- Alcanzada la profundidad deseada se disminuye la inyección de agua en punta comenzando entonces la aportación de grava. El vibrador sube y baja vibrando e inyectando agua, arrastrando a su vez grava, la cual se compacta en el interior del terreno formando la columna; durante esta operación se forma un cono superficial debiendose de aportar la grava de forma rápida y continuada con una pala auxiliar. 4.- La extracción lenta y escalonada del vibrador por tongadas crea una zona densificada cuyo diámetro depende de las características del terreno y la potencia empleada. CONTROLES Los terrenos sometidos a un tratamiento de vibrosustitución, según nuestro sistema, pueden ser controlados por los siguientes procedimientos. Durante la ejecución: Controles continuos del material de aportación (admisiones). Registro de la potencia desarrollada por los vibradores mediante anotación de la presión de aceite durante la perforación y su posterior compactación. Posteriormente a su ejecución: Ensayos de penetración estática y dinámica. Ensayos dilatométricos en profundidad, situados en el centro de la malla del tratamiento y entre columnas. Sondeos con ensayos de penetración (SPT). Ensayos de compresión de placa de carga.
6 Método de vibroflotación CARACTERÍSTICAS DEL MÉTODO Los sedimentos granulares o poco cohesivos, como las arenas, se consideran buenos suelos de cimentación con gran capacidad de carga. No obstante, a menudo pasamos por alto el hecho de que estos suelos, en su estado natural, tienen una densidad muy irregular. La solicitación de estos suelos puede producir daños causados por asientos. La aplicación de este Método transforma estas capas de suelo en un suelo con buena capacidad de carga. Las áreas tratadas no sólo son homogeneizadas, sino que además se compactan hasta un grado en que el módulo de compresibilidad es de 80 a 150 MN/m2 y en condiciones del suelo particularmente favorables, el módulo puede llegar a 150 y 200 MN/m2. La combinación de la frecuencia de vibración del equipo, con el movimiento inducido por la acción de la descarga de agua, reduce el rozamiento entre las partículas del suelo y a continuación, les permite conseguir una compacidad (densidad) más óptima. Este procedimiento elimina las capas cohesivas ocasionales. Para su ejecución en una primera fase, el vibrador penetra en el terreno por su propio peso, ayudado por la vibración inducida y por la presión del fluido que se aporta en punta. Alcanzada la profundidad deseada se mantiene la vibración hasta conseguir densificar el terreno alrededor del vibrador (normalmente se mantiene de 1 a 2 minutos en tramos de 30 a 50 cm.), y a continuación se eleva el vibrador manteniendo su aportación de energía hasta densificar el espesor de terreno deseado. Generalmente se induce un cráter en cabeza de la perforación, debido a la densificación del terreno, por lo que es necesario ir aportando material similar al terreno mejorado. Eje viario Crevillente- Torrevieja
7 Control de los parámetros CONTROL CONTINUO DE PARÁMETROS TERRATEST TÉCNICAS ESPECIALES ha desarrollado un moderno sistema de registro continuo de parámetros de ejecución de columnas de grava y vibroflotación, que se pueden visualizar gráficamente en función del tiempo y de la profundidad alcanzada. Los parámetros registrados incluyen presión de perforación, presión de compactación, presión de inyección y volumen de grava aportada, lo que permite al programa obtener el perfil final de la columna ejecutada y el promedio de admisiones de grava. Todo ello constituye una garantía de la correcta ejecución del tratamiento y un avanzado sistema de control de calidad. Distribución de columnas en estribo de estructura Registro continuo de parámetros Mejora del terreno en la Avenida de la Ilustración (Madrid) Mejora del terreno en la Factoría de Petrox. (Chile)
8 General Moscardó 3, bajo Madrid Tel.: Fax: http:
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